一、复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷（论文文献综述）
郭宏[1]（2016）在《大口径直埋供热管道压制三通披肩加强的有限元分析》文中研究指明三通结构是集中供热管道系统的重要组成部分,运行期间通常会受到流体水压力、自重、外土荷载、温度等多个因素的影响,整体受力和变形复杂。同时,三通与管道中直管段相比,属于大开孔结构,属于几何结构不连续管件,在相贯线附近产生了很大的峰值应力。供热直埋管网工程中分支线无处不在,三通运用非常普遍,因而采取措施消减三通峰值应力,特别是大口径直埋供热管道三通的峰值应力,从而降低三通的一次应力、二次应力和峰值应力的当量应力,对于直埋供热管道三通的安全运行具有非常重要的意义。消减峰值应力最主要方法之一是对三通构件进行局部加强。然而现行CJJ/T81-2013《城镇供热直埋热水管道技术规程》缺乏任何三通加强方式,三通经验处理方法也只是针对小于或等于500mm的支管,三通规程中没有给出应力计算方法和失效判断条件,既缺乏理论支持也缺乏成熟的工程做法,给城市集中供热安全运行埋下了严重隐患,三通加强方式技术薄弱问题亟待解决。针对这一现状,本文采用ANSYS有限元分析软件,通过建立压制三通、披肩加强压制三通模型,模拟分析了大口径压制三通和披肩加强压制三通在内压荷载、温度荷载和位移荷载联合作用下,三通处于锚固段、过渡段,三通支线不同布置方式下,三通当量应力分布的影响规律,本文主要的研究内容和结果如下:（1）根据直埋供热管道三通中常见的载荷作用形式和特点,对管道应力及管网常见破坏形式进行分类,明确指出直埋供热管道三通的主要失效形式为塑性变形和低循环疲劳破坏。（2）介绍了现行《规程》中关于三通分支线布置要求,利用欧洲规程的帕尔姆格林—米纳公式以及S—N曲线,判断不同等级要求下的三通是否满足低循环疲劳破坏的安全性要求。并从工程角度给出了三通的加固方法和补强理论。（3）利用ANSYS有限元分析软件建立了异径挤压三通的无补强模型和披肩加强三通模型,对于三种支线布置方式,当处于锚固段时,异径挤压三通的最大当量应力位于三通的内壁腹部区域,采用披肩加强方式能够有效地降低大口径三通的应力水平。（4）当三通处于过渡段时,随着主管位移量的增加,垂直引分支和跨越引分支应力水平先缓慢然后快速增加的趋势;当主管位移量为正方向时,平行引分支三通应力随主管位移量近似成线性增加;当主管位移量为反方向时,平行引分支三通应力随主管位移量先缓慢降低然后再快速增加;“允许位移量”随着主管管径的增大而增大。当采取披肩加强方式后,随着主管位移量增加,三通的应力增加速率减缓,三通抵抗主管位移量能力增强,“允许位移量”有所增大。（5）针对等径挤压三通现场加强困难的问题,从工程角度出发,总结提出了三通可靠、安全的引分支方式和工程处理方法。（6）建立了部分异径挤压三通披肩加强尺寸数据库,为披肩加强方式在实际工程中运用提供了基础数据。
陈曦[2]（2016）在《大管径供热直埋管道加强焊制三通的有限元分析》文中研究指明集中供热作为提高能源利用率,降低燃料污染排放物的供热方式,逐步取代了效率低,污染大的分散供热方式。集中供热管道直埋敷设因其热损失小、使用寿命长和造价低等优势成为集中供热管道最主要的敷设方式。不断扩大的供热规模不仅使直埋供热管道的管径越来越大（达到DN1600）,而且在已实施供热区域内的直埋管道上开孔引出分支管线以应对新增负荷的扩网工程也与日俱增。因此,和压制三通一样,焊制三通是供热直埋管道中必不可少的重要构件之一。焊制三通与压制三通相比更是直埋管道最薄弱的构件之一。因此,焊制三通对直埋供热管道的安全运行至关重要。焊制三通不连续的几何结构和复杂的载荷作用会使直埋焊制三通相贯线处出现极大的应力集中,为提高直埋焊制三通的疲劳寿命,有必要对焊制三通进行加强。然而,目前国内外对直埋供热管道焊制三通的加强方式及其应力变化规律研究较少,工程实际中缺乏对直埋焊制三通加强方法的理论依据。因此,本文利用有限元软件对处于锚固段、过渡段的供热直埋管道焊制三通的加强方式及其应力变化规律进行了研究,主要工作如下:（1）介绍了直埋供热管网安全运行的重要性以及直埋焊制三通对于供热管道安全运行的重要意义;阐述了目前国内外学者关于焊制三通以及焊制三通加强的研究成果,了解了焊制三通的研究脉络;简要说明了本文对于直埋焊制三通加强的研究方法及研究内容。（2）介绍供热直埋管道焊制三通所受的载荷以及研究管道的理论基础应力分类法和强度理论。（3）对焊制三通进行了简要的介绍,阐述了焊制三通的加强理论并通过对比选择有限元法作为本文的研究方法,介绍了常用的直埋焊制三通加强方式,提出了本文研究的直埋焊制三通加强方式马鞍加强和综合加强。（4）对论文所使用的研究方法有限元法以及分析软件ANSYS进行了简要介绍,详细的介绍了供热直埋焊制三通加强的有限元模型的建立,包括模型材料属性定义、单元类型说明、模型网格划分、网格独立性检验和载荷的施加。（5）对供热主管处于锚固段的直埋焊制三通的两种加强方式——马鞍加强和综合加强进行了有限元分析。马鞍加强和综合加强均能有效降低直埋焊制三通的应力水平,马鞍加强最多能使其应力值降低26.4%,综合加强最多能使其应力值降低37.7%。马鞍加强对于开孔率较小的直埋焊制三通加强效果更好,增加马鞍加强的厚度能提高其加强效果;综合加强效果优于马鞍加强。（6）对于主管处于过渡段的直埋焊制三通,分别分析了加强后的直埋焊制三通应力分布规律随主管位移量的变化,发现焊制三通的应力最大值点随主管位移量的增加由三通腹部内壁处转移至三通腹部肩部之间的外壁处。对比两种加强方式,主管位移量相同的情况下,综合加强效果明显优于马鞍加强。（7）总结了本文的主要研究结论,并对本课题今后的研究方向提出了建议,进行了展望。
余国强[3]（2014）在《供热直埋管道压制三通应力的有限元分析》文中研究指明三通作为供热直埋管道中经常用到的重要局部构件,是管系中不可回避的薄弱环节,其对整个管系的稳定安全运行起着至关重要的作用;另外,由于其几何结构复杂和数学分析的困难,至今对供热领域三通理论研究相比弯头、变径等明显滞后,特别是压制三通,其在供热中应用越来越广泛,而对其的研究却很少。针对这一现状,本文借鉴石油化工、机械等领域三通研究思想,利用ANSYS有限元模拟的方法,分析了三通特别是压制三通在内压、温度载荷作用下应力的变化规律。本文所做的工作简述如下:第一章从集中供热到直埋管道再到供热三通,详细叙述了本文的选题大背景和目前研究状态,基于课题的研究意义,简要阐述了论文的研究方法和内容。第二章理论分析了供热直埋管道受到的各种荷载,而不同的载荷会产生不同的应力,并对应力可能导致的管道失效方式进行了分类,明确指出三通的主要失效方式是塑性变形和低循环疲劳破坏。第三章在简单介绍三通的基础上,说明了焊制三通与压制三通的加工工艺,并对比两者的优缺点指明压制三通优于焊制三通。最后给出了一种新型三通加工工艺。第四章主要针对三通的两种失效形式,分析比较了国内外对于三通无限塑性变形与低循环疲劳破坏的应力计算方法,推导总结了国内外直管与三通壁厚的计算方法。介绍了欧洲规程的帕尔姆格林—米纳公式以及S—N曲线,并计算出三通临界应力大小,从而可以判断出不同等级要求下的三通是否满足低循环疲劳破坏的安全性要求。并在给出三通施工做法的基础上,分析了三通加固方法与理论。第五章利用ANSYS有限元软件,通过对三通特别是压制三通模型施加压力载荷、温度荷载,得到本文的研究成果:（1）仅在压力载荷下,首先模拟得到了在应力集中区域三条关键路径上的应力分布规律,发现焊制三通最大当量应力点位于肩部内壁,而压制三通随着转角半径的增大,最大当量应力点有从肩部到腹部两侧移动的趋势;发现造成应力集中的主要因素是环向应力,而轴向应力的作用较小;得到了焊制三通应力集中区最大最小当量应力值的比值及压制三通与焊制三通最大当量应力值的比值;得到了压制三通随着转角半径、局部壁厚变化时,最大当量应力值的变化规律等。（2）在压力与温度载荷同时作用下,模拟得到了在应力集中区域三条关键路径上的应力分布规律,发现焊制三通最大当量应力点位于腹部内壁,而压制三通随着转角半径的增大,最大当量应力点有从腹部到肩部两侧移动的趋势;发现造成应力集中的主要因素是轴向应力,而径向应力的作用较小;得到了压制三通与焊制三通最大当量应力值的比值;得到了压制三通随着转角半径、局部壁厚、支管长度变化时,最大当量应力值的变化规律等。（3）模拟发现三通在压力载荷与温度载荷单独作用的应力值叠加起来等于两种载荷同时作用下得到的应力值,能很好满足叠加原理;压力载荷与温度载荷相比,温度载荷是主要因素,压力载荷是非常次要的因素。（4）发现在压力与温度载荷作用下,三通腹部发生了鼓胀变形,而肩部则是内塌变形。（5）通过模拟发现垂直引分支优于平行引分支与跨越三通;且模拟分析了焊制三通披肩加强与肋板加强及压制三通肋板加强的效果。（6）对弹塑性分析进行了有限研究,得出了不同于线性分析的结论。第六章归纳本文的研究成果,总结本文的不足之处,提出三通今后的研究方向。
贾泽[4]（2014）在《供热直埋焊制三通应力的有限元分析》文中指出供热直埋管道系统经常用到三通、弯头以及变径,它们都是管道中的薄弱环节,而三通又是其中主要的薄弱部件,特别是焊制三通。因此,对焊制三通在系统中安全、经济的应用研究是非常必要的。目前国内外对供热直埋焊制三通的研究鲜有涉足,只是给出了一些经验公式。针对这一现状,本文利用ANSYS有限元模拟的方法,分析了焊制三通在内压单独作用下、温度单独作用下、内压及温度载荷共同作用下的应力变化规律。本文所做的工作简述如下:第一章阐述了论文的选题背景与意义,通过对目前供热直埋三通管件研究现状的介绍,简要阐述了论文的研究方法和内容。第二章介绍了供热直埋管道受到的各种荷载,而不同的载荷会产生不同的应力,并对应力可能导致的管道失效方式进行了分类,明确指出三通的主要失效方式是塑性变形和低循环疲劳破坏。第三章简单介绍了各种型式三通的加工工艺,重点介绍了焊制三通制作工艺的优点。第四章主要针对三通的失效形式,分析比较了国内外对于焊制三通无限塑性变形与低循环疲劳破坏的应力计算方法,介绍了国内外直管与焊制三通壁厚的计算方法。介绍了欧洲规程的帕尔姆格林—米纳公式以及S—N曲线,并计算出三通临界应力大小,从而可以判断出不同等级要求下的三通是否满足低循环疲劳破坏的安全性要求。第五章利用ANSYS有限元软件,通过对焊制三通模型施加压力载荷、温度荷载,利用第三强度理论分析:（a）当压力载荷单独作用时,最大应力出现在三通的肩部,分析其应力分布规律,得出三通模型的支管长度L=10m（分支弯头之后部分）、分支短管长度D=200mm（分支弯头之前部分）全模型的最大应力是1/4模型的1.1倍左右;（b）当压力和温度载荷一起作用时,三通最大应力出现在三通的腹部,得出了随着三通支管长度L增大,三通最大应力值接近线性增大,三通的变形增大;随着分支短管长度D的增大,三通最大应力值有减小的趋势,三通的变形失效有减缓的趋势;（c）焊制三通主管尺寸不变,支管尺寸增加,其最大应力值不是一直增大的;支管尺寸不变,主管尺寸增加,其最大应力值不是一直减小的;（d）对于焊制三通的同一个位置,内压和温度产生的应力值是可以叠加的。第六章归纳本文的研究成果,总结本文的不足之处,提出焊制三通今后的研究方向。
王宁[5]（2013）在《考虑高温蠕变损伤的含体积型缺陷承压结构的塑性承载能力分析》文中提出在电力、石化、核能及航空航天等工业领域中,广泛采用高温工艺。在高温下长期服役的结构部件中,不可避免地产生蠕变损伤。加之在制造和服役过程中常常产生夹渣、凹坑、减薄等体积型缺陷,削弱了结构的极限承载力。传统的安全评定规范不考虑结构中蠕变损伤的累积对结构极限承载力的影响,可能导致不合理的评定结果。本文针对这一问题,考虑蠕变损伤对极限载荷的影响,基于“合乎使用”的原则,通过理论计算与数值模拟相结合的方法,构建了耦合材料蠕变损伤的弹塑性本构模型,系统地研究了含体积型缺陷高温结构的极限载荷,提出了考虑结构中蠕变损伤累积的安全评定方法。论文的主要研究工作及结论如下：（1）基于幂律强化材料本构模型,推导了无缺陷厚壁及薄壁圆筒的内压极限载荷的解析解。用有限元计算了结构尺寸及材料参数对无缺陷圆筒的内压极限载荷的影响规律,并验证了解析解。（2）通过实验观察,分析了2.25Cr1Mo钢蠕变损伤的物理机制和影响因素,并将这些因素耦合到弹塑性本构方程中；构建了基于Ramberg-Osgood方程的耦合蠕变损伤的弹塑性本构模型,可以预测含蠕变损伤的高温结构的弹塑性响应,为计算含蠕变损伤高温结构的极限载荷奠定基础。（3）基于该弹塑性本构模型,运用有限元计算分析了各种形状尺寸的凹坑及局部减薄缺陷的圆筒形容器在内压或弯矩的作用下,塑性区域的扩展过程和失效模式。着重分析了缺陷尺寸和蠕变损伤累积对结构塑性极限载荷的影响规律。（4）考虑了结构中的蠕变损伤累积,建立了基于归一化的蠕变时间和归一化的缺陷尺寸为参量的安全评定方法。可以简便地进行含体积型缺陷高温结构的安全评定。
章顺虎[6]（2013）在《金属塑性成形力的线性化解法研究及应用》文中研究说明金属塑性成形技术具有生产率高、材料利用率高、产品质量稳定等优点,而且还能有效改善工件的力学性能,在金属零件制造过程中占据重要的地位。完成金属的塑性成形需要对金属材料施加外力的作用,需要优化成形参数,使成形过程更加节能减排,进而降低成本,增强市场竞争力。塑性成形产品使用时,还需对结构件进行参数设计、强度校核,确保其使用安全。求解金属塑性成形力能参数的计算方法主要有解析法和数值法。对于大部分金属成形问题,简化实际工艺过程及采用理想化的材料状态,现有的求解方法能够给出有价值的分析和理解；对于影响因素多、边值方程复杂的许多金属成形问题,求解仍显得无力,只能借助计算机给出离散的数值解。然而,解析解具有不可替代的理论价值,在认识问题本质,分析不同变量之间的物理关系,以及检验数值解法等方面起到至关重要的作用。本文针对轧制、拉拔成形力以及圆板、管线极限承载力解析上存在的诸如物理方程非线性、几何方程非线性以及边界条件复杂性等问题,进行了线性化解法及其应用的研究。本文的主要工作和主要进展如下：（1）针对同步轧制（或称对称轧制）功率泛函非线性的问题,提出了内部变形功率线性化的两种方法。一是直接对非线性Mises比塑性功率进行线性化的应变矢量内积法；二是采用线性的比塑性功率近似取代非线性Mises比塑性功率的方法。至于轧制剪切功率与摩擦功率,则以共线矢量内积并求和的方法获得了解析解。从分析厚板轧制的变形特点入手,提出了厚板轧制流函数速度场和整体加权速度场,并首次导出了厚板轧制力和力矩的解析解,给出了摩擦因子、几何因子对中性点位置的影响规律。轧制力和力矩的计算结果与实测数据吻合,得出的参数变化规律符合实际情况,填补了国内外在该领域的空缺。以上线性化解法对于挤压、拉拔、锻造等成形过程中功率泛函的解析具有启发意义。（2）考虑到传统工程法解析不对称轧制力忽略单元体纵向剪应力的不足,首次给出了纵向剪应力在前滑区、搓轧区以及后滑区的线性分布形式与定量表达式,并通过将净剪应力引入到力的平衡方程式中而获得了不对称轧制力和力矩的解析解。与传统解法比较表明,新解法提高了求解精度,所获不对称轧制力和力矩解析解能确切地反映出不对称轧制的“搓轧”效应。新解法提供了多变量耦合计算的科学手段,对传统解法的优化和发展具有指导意义。（3）以简化裂纹压合非线性功率泛函积分为研究目的,构造了含中心微裂纹的上界三角形速度场,并由该速度场推导出了裂纹压合的临界力学判据,即l/h>0.518时裂纹压合。与传统判据比较发现,该判据恰好落在塔尔诺夫斯基（Tарновский）的实验范围内,且比木内学（Kiuchi）给出的判据简练、应用方便。此外,针对目前孤立研究裂纹压合与愈合的现状,本文以裂纹处局部温升为纽带,首次建立了中心微裂纹压合与愈合同时进行的综合判据,阐明了二者问的直接依赖关系,并给出了主要轧制参数对裂纹愈合效果的影响规律。预置裂纹轧制实验与现场应用表明,本文所提综合判据合理,对于实现减量化轧制和改善厚板中心内部质量具有实际意义。（4）为深入研究线性化解法的特点并扩大其应用范围,建立了柱坐标系下锥模拉拔速度场和抛物线模拉拔流函数速度场,并对拉拔内部变形功率进行了线性化分析。研究表明,应变矢量内积法和MY （Mean Yield）准则比塑性功率取代非线性Mises比塑性功率的方法对于拉拔力的解析同样适用。拉拔力的计算表明,锥模采用应变矢量内积法求出的结果与Avitzur利用球坐标速度场得到的上界结果一致；双抛物线模计算结果与有限元模拟结果相吻合。此外,双抛物线模因符合流函数条件,出入口截面不消耗剪切功率,具有明显降低拉拔力,改善应力集中,减少模具磨损,提高成材率等优点,符合现代化生产的要求,应用前景广泛。以上两种线性化方法为解决复杂曲面模功率泛函的有效积分提供了新思路。（5）鉴于传统屈服准则解析简支圆板极限载荷时存在的问题,提出了功率线性化解法和应力线性化解法。两解法具有明显的不同,前者从能量平衡原理出发,建立在运动许可速度场之上,而后者从力的平衡原理出发,建立在静力许可应力场之上。以上两种解法均解决了在圆板极限载荷计算时Tresca准则因计算保守而浪费材料、Mises准则因非线性求解困难而只能获得数值解的问题。结果表明,本文获得极限载荷的EA（等面积）解和GM（几何中线）解均居于Tresca与TSS（双剪应力）解之间,且靠近Mises数值解,有较高的逼近程度。极限载荷的计算结果与有限元模拟结果吻合较好,进一步验证了以上两种线性化方法的可行性和有效性。以上解法对于获得其它工程结构件力能参数的解析解具有一定的参考价值。（6）根据线性化解析的需要,首次开发了具有明确几何意义的等周长（简称EP）屈服准则并导出了其比塑性功率表达式。该准则的屈服轨迹在π平面上为等边非等角的十二边形,对Mises圆具有较高的逼近程度。结合管线钢的变形特点及发展趋势,突破传统解法仅能解决刚塑性材料的限制。在应用MY屈服准则和EP屈服准则分别对直管和弯管爆破压力进行线性化解析中,有效地融入了变分法求应变场的优势。两种方法组合解析发挥了解法间优势互补的作用,所获爆破压力解析解考虑了应变硬化效应的影响。研究发现,把（?）p/（?）ε=0作为爆破失效的判据是合理的,管线几何尺寸、工程抗拉强度、应变硬化指数以及弯管曲率影响因子是决定爆破压力大小的关键因素。实验数据验证了解析结果的正确性,爆破压力的MY解和EP解对于压力管道的选材、设计以及安全评定具有重要意义。
李强,李鹏辉,茹占勇,赵君官[7]（2012）在《含缺陷自增强厚壁圆筒塑性极限载荷分析》文中研究表明基于有限元理论,建立内壁含椭球形凹坑的厚壁圆筒有限元模型,模拟厚壁圆筒自增强过程的应力应变。采用三种不同的方法计算含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒的结构极限载荷,给出不同尺寸缺陷对极限载荷的影响规律。通过对比自增强与非增强条件下的极限载荷,表明自增强技术不能有效提高厚壁圆筒的极限承载能力,但在结构极限载荷下,含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒存在一个缺陷尺寸相对不敏感区,对提高结构的安全性是有利的。
董硕[8]（2010）在《含肩部穿透裂纹接管安全评定》文中研究表明接管焊缝处容易出现裂纹,这对压力容器及管道安全运行带来巨大的隐患,定量研究裂纹应力强度因子和结构极限载荷对缺陷结构安全评定具有重要的意义。应力强度因子反映裂纹尖端附近区域应力场强度,是接管在相贯线焊缝处裂纹的安全评定中的关键物理量。极限载荷分析相对于常规分析更能反映出接管受力状态的本质,在缺陷接管的安全评定和强度设计中是重要的物理量。运用断裂力学理论,采用三维线弹性有限元分析方法,研究内压和弯矩下含肩部穿透裂纹接管的应力强度因子；运用弹塑性力学理论,采用三维弹塑性有限元方法,对此结构塑性极限载荷进行了计算和分析。提出了两个载荷下含缺陷结构的安全评定方法。主要研究内容及结论如下：（1）建立了轴向穿透裂纹管道有限元模型,并验证了模型求解应力强度因子和极限载荷的正确性。建立了含肩部穿透裂纹接管有限元模型,通过ANSYS提供的参数化编程语言（APDL）建立了参数化模型、加载和后处理宏程序。（2）通过第一型应力强度因子、内压下极限载荷p和弯矩下极限载荷m来衡量接管的安全水平。确定了接管无量纲化参数裂纹长度a,接管管径比do／di,容器管径比Do／Di和接管与容器径比di／Di。（3）仅受内压下,在不同的结构尺寸下,应力强度因子KIP与内压P都呈线性关系。裂纹长度越大,KIP越大,极限内压p越小。接管和容器的壁厚增加,KIP减少,p增大。当接管和容器的管径比都大于1.1时,继续增大厚度,KIP减少不明显。容器开孔越大,KIP越大,p越小。在容器和接管管径比大于1.1时给出KIP的拟合式,在管径比小于1.1时给出KIP、p与a、d0/di、D0/Di和di／Di的关系表,并给出内压下接管安全评定步骤。（4）仅受弯矩下,在不同的结构尺寸下,应力强度因子KIM与弯矩M都呈线性关系。裂纹长度越大,KIM越大,极限弯矩m越小。接管和容器的壁厚增加,KIM减少,m增大。当接管和容器的管径比都大于1.1时,继续增大厚度,KIM减少不明显。容器开孔越大,KIM越小,m越大。在容器和接管管径比大于1.1时给出KIM的拟合式,在管径比小于1.1时给出KIM、m与a.d0/dt.D0/Di和di／Di关系表,并给出弯矩下接管安全评定步骤。（5）在受内压和弯矩的联合作用下,裂纹应力强度因子为仅受内压下应力强度因子与仅受弯矩下应力强度因子线性加和,KIS=P.KIP+M-KIM。接管极限内压与极限弯矩的关系符合线性方程,mB.P+pA·M-mB·pA=0。提出在联合作用下含肩部穿透裂纹接管安全评定的所用参数断裂比Kr=KIS/Kp+ρ,载荷比并给出内压和弯矩下接管安全评定步骤。
李鹏辉[9]（2010）在《火炮身管结构强度与损伤分析》文中提出针对火炮发射过程中高温高压高速火药燃气对身管应力的影响,分析连发过程中在热应力与压应力耦合冲击载荷下,非自紧身管和自紧身管塑性变形和残余应力的变化规律;基于热作用是影响身管强度的主要因素,而且层间冷却身管是一种有效的冷却方式,研究这种冷却方式的冷却特点;身管在反复的热冲击应力作用下产生裂纹和凹坑缺陷,研究身管内存在缺陷时,凹坑和裂纹缺陷对自紧身管的强度影响。基于有限元分析方法,应用有限元软件ANSYS对各部分进行分析。本文主要内容和结论如下:（1）以小口径速射火炮身管为研究对象,建立身管截面的有限元模型,采用直接耦合的方法,模拟了承受热应力和火药燃气压力的非自紧和自紧身管在连发然后冷却,再连发再冷却过程中身管的残余应力变化,得到这个过程残余应力变化的原因,残余应力的变化规律,提出了减小残余应力变化程度的策略;（2）以小口径速射火炮身管为研究对象,建立层间冷却身管的三维有限元模型,应用流固耦合的方法进行温度分析,然后采用间接耦合的方法分析身管的热应力。通过与空气冷却对比,层间冷却能大幅减少冷却时间;冷却液流速超过一定值后,提高流速对身管的冷却差别不大;层间冷却能够快速有效的减小冷却过程中的热应力。这种数值仿真方法把流固边界条件处理为内边界条件,能够较好地模拟身管冷却的过程,为层间冷却身管的设计提供了一种数值方法。（3）以含内壁椭圆形凹坑缺陷身管为研究对象,建立内壁含椭圆形凹坑的身管有限元模型,采用三种有限元方法计算身管塑性极限载荷。得到含不同尺寸缺陷身管的塑性极限载荷,说明不同尺寸缺陷对极限载荷的影响规律,通过对比自紧与不自紧,证明自增强对厚壁圆筒极限载荷没有影响或很小。这种计算极限载荷的方法可以充分利用商用有限元软件的优势,分析各种复杂条件和结构的极限载荷。（4）以含轴向、径向裂纹身管为研究对象,分别建立含内壁轴向、径向裂纹身管的三维有限元模型,研究静载内压作用下含不同尺寸裂纹自紧与非自紧身管的应力强度因子,得到裂纹尺寸越大应力强度因子越大;身管自紧有效提高身管抵抗断裂的能力,但是与轴向裂纹相比,自紧对径向裂纹提高的强度比较小;轴向裂纹要比径向裂纹更危险。
朱培呈[10]（2010）在《考虑塑性强化效应的三通管承载能力有限元分析》文中进行了进一步梳理三通管结构是石油化工级核电工业管道中的重要组成元件,是承压装置中常见的结构模式。近年来,国内外针对三通结构的塑性极限分析开展了大量的研究,但在理论分析和数值模拟中通常基本都采用了理想塑性本构模型,对于三通结构在考虑塑性强化效应的塑性强度研究工作尚未展开,没有充分挖掘管件材料的使用潜力。本文考虑材料在使用过程中由于大变形产生的塑性强化效应,分析无缺陷三通结构的塑性极限载荷,采用ANSYS商业有限元软件进行详细的数值模拟,根据最大应变强度的节点,提取不同载荷子步下的应变强度,做出相应的应变强度节点的载荷—应变强度曲线。从工程角度出发,采用我国分析设计标准和ASME规范推荐的两倍弹性斜率准则确定塑性极限载荷值。讨论塑性强化效应对三通结构塑性极限载荷以及破坏模式的影响规律,主要研究内容和结论如下:1、建立了正交等径三通,不同管径比的正交等厚三通,不同管径比的正交等强度三通,等径斜交三通理想弹塑性和塑性强化的三维有限元模型,并在内压下达到其屈服极限的过程中,追踪其加载历史,研究不同载荷步下Mises应力的分布情况。2、建立了正交等径局部减薄三通,斜交减薄三通的理想塑性、强度塑性的极限内压数据库,分析了其减薄区最薄厚度、环向长度、轴线长度对极限荷载的影响。通过比较分析,考虑塑性强化的三通比其在理想弹塑性下的三通塑性极限压力载荷有明显的提高。这对于提高材料的利用率,改进三通结构设计和安全评定提供了理论依据和数值参考。
二、复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷（论文提纲范文）
（1）大口径直埋供热管道压制三通披肩加强的有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的研究背景 |
| 1.1.1 城市集中供热的现状 |
| 1.1.2 供热直埋管道工程设计发展史 |
| 1.1.3 管道三通的国内外研究方法 |
| 1.1.4 管道三通的国内外研究现状 |
| 1.2 管道三通的概述 |
| 1.2.1 三通的常用术语说明 |
| 1.2.2 直埋管道三通连接方式 |
| 1.3 本课题的研究意义 |
| 1.4 本课题的研究内容和方法 |
| 1.4.1 本课题的研究内容 |
| 1.4.2 本课题的研究方法 |
| 第二章 直埋供热管道三通受力分析 |
| 2.1 三通管道荷载分析 |
| 2.2 管道应力分类、强度理论及失效形式 |
| 2.2.1 应力分类 |
| 2.2.2 强度理论 |
| 2.2.3 失效形式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 直埋管道三通应力分析 |
| 3.1 有关三通计算受力方法比较 |
| 3.1.1 现行《规程》中对三通的有关规定 |
| 3.1.2 现行《规程》中三通应力验算 |
| 3.1.3 BS EN13941三通低循环疲劳破坏计算方法 |
| 3.2 三通加强方法与补强理论 |
| 3.2.1 三通加强方法 |
| 3.2.2 三通补强理论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 三通有限元模型的建立 |
| 4.1 有限元原理和有限元分析软件ANSYS简介 |
| 4.1.1 有限元原理 |
| 4.1.2 有限元分析软件ANSYS简介 |
| 4.2 ANSYS有限元分析步骤 |
| 4.3 三通的有限元模型 |
| 4.3.1 三通模型的假设 |
| 4.3.2 三通的有限元计算模型 |
| 4.3.3 单元类型及材料属性的说明 |
| 4.3.4 参数化变量设计 |
| 4.3.5 网格独立性检验 |
| 4.3.6 施加荷载和约束条件 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三通有限元应力分析 |
| 5.1 异径挤压三通的有限元线性分析 |
| 5.1.1 垂直引分支三通模型的数值分析 |
| 5.1.2 平行引分支三通模型的数值分析 |
| 5.1.3 跨越引分支三通模型的数值分析 |
| 5.1.4 三通引分支方式比较 |
| 5.2 等径挤压三通的有限元线性分析 |
| 5.2.1 不同引分支方式比较 |
| 5.2.2 主管轴向位移对三通当量应力的影响 |
| 5.2.3 等径挤压三通的工程处理方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要的研究成果 |
| 6.2 展望 |
| 附表1 异径挤压三通披肩尺寸表 |
| 附表2 管道基本数据表 |
| 附表3 压制三通基本数据表 |
| 附表4 压制弯头基本数据表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士学位期间的学术成果 |
（2）大管径供热直埋管道加强焊制三通的有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的背景及意义 |
| 1.1.1 本课题研究的背景 |
| 1.1.2 本课题研究的意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 直埋供热管道的发展历程 |
| 1.2.2 焊制三通的国内外研究动态 |
| 1.2.3 焊制三通加强的国内外研究动态 |
| 1.3 本课题的研究方法及内容 |
| 1.3.1 本课题的研究方法 |
| 1.3.2 本课题的研究内容 |
| 第二章 直埋管道焊制三通载荷分析、应力分类法及强度理论 |
| 2.1 供热直埋管道焊制三通载荷分析 |
| 2.1.1 力载荷 |
| 2.1.2 位移载荷 |
| 2.1.3 力-位移载荷 |
| 2.2 供热直埋管道的应力分类及强度理论 |
| 2.2.1 供热直埋管道的应力分类 |
| 2.2.2 供热直埋管道的强度理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 焊制三通的加强 |
| 3.1 焊制三通的概述 |
| 3.1.1 焊制三通常用专业术语介绍 |
| 3.1.2 供热直埋管道焊制三通与压力容器接管的区别 |
| 3.1.3 供热直埋管道焊制三通加工工艺 |
| 3.2 焊制三通加强理论 |
| 3.2.1 等面积加强法 |
| 3.2.2 压力面积法 |
| 3.2.3 极限压力法 |
| 3.2.4 应力分析法 |
| 3.2.5 有限元法 |
| 3.3 焊制三通加强方法 |
| 3.3.1 常用焊制三通加强方法 |
| 3.3.2 供热直埋管道焊制三通的加强方式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 焊制三通有限元模型的建立 |
| 4.1 有限元法 |
| 4.1.1 有限元法简介 |
| 4.1.2 有限元法的基本思想 |
| 4.1.3 有限元法的特点 |
| 4.2 ANSYS有限元软件 |
| 4.2.1 AYSYS有限元软件的简介 |
| 4.2.2 ANSYS有限元软件的计算步骤 |
| 4.3 焊制三通有限元模型的建立 |
| 4.3.1 供热直埋管道焊制三通模型的假设 |
| 4.3.2 管道材料属性及单元类型的说明 |
| 4.3.3 有限元模型的参数化设置 |
| 4.3.4 建立供热直埋管道焊制三通实体模型 |
| 4.3.5 模型网格划分及网格独立性检验 |
| 4.3.6 载荷施加及自由度约束 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 锚固段焊制三通加强的应力分析 |
| 5.1 马鞍加强构件对焊制三通加强有限元分析 |
| 5.1.1 马鞍加强构件对焊制三通应力的影响 |
| 5.1.2 马鞍加强构件厚度对焊制三通应力的影响 |
| 5.2 综合加强构件加强方式的应力分析 |
| 5.2.1 综合加强构件的结构 |
| 5.2.2 综合加强构件对焊制三通应力的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 过渡段焊制三通加强的应力分析 |
| 6.1 主管位移对加强后的焊制三通应力分布的影响 |
| 6.1.1 主管位移对加强后的焊制三通d-e路径的应力分布影响 |
| 6.1.2 主管位移对加强后的焊制三通b-e路径的应力分布影响 |
| 6.2 不同加强方式对焊制三通(主管处于过渡段)的加强效果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议与展望 |
| 附表一 管道基本参数表 |
| 附表二 压制弯头参数表 |
| 附表三 集中基床系数表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（3）供热直埋管道压制三通应力的有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 城市集中供热的现状 |
| 1.1.2 直埋供热管道理论发展历程 |
| 1.1.3 直埋供热管道的国内外发展应用 |
| 1.1.4 管道三通的国内外研究 |
| 1.1.5 直埋供热三通的国内外研究 |
| 1.1.6 本课题的研究意义 |
| 1.2 本课题研究的方法及内容 |
| 1.2.1 本课题研究的方法 |
| 1.2.2 本课题研究的内容 |
| 第二章 管道载荷、应力分类法及失效形式 |
| 2.1 管道载荷分析 |
| 2.1.1 力载荷 |
| 2.1.2 位移载荷 |
| 2.1.3 力—位移载荷 |
| 2.2 管道应力状态、强度理论、应力分类及失效方式 |
| 2.2.1 应力状态 |
| 2.2.2 强度理论 |
| 2.2.3 应力分类 |
| 2.2.4 失效方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 三通加工工艺介绍 |
| 3.1 管道三通的概述 |
| 3.1.1 三通常用的专用术语说明 |
| 3.1.2 管道三通与压力容器开孔的区别 |
| 3.1.3 直埋管系中三通分类 |
| 3.2 三通加工工艺介绍 |
| 3.2.1 焊制三通工艺 |
| 3.2.2 压制三通工艺 |
| 3.2.3 其它三通加工工艺 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 三通受力计算方法比较 |
| 4.1 受内压状态下管道三通的受力分析 |
| 4.1.1 新《规程》中壁厚计算方法 |
| 4.1.2 BS EN13941中壁厚计算方法 |
| 4.1.3 其它文献中壁厚计算方法 |
| 4.2 低循环疲劳破坏分析 |
| 4.2.1 新《规程》中三通工程处理方法 |
| 4.2.2 新《规程》中三通低循环疲劳破坏计算方法 |
| 4.2.3 BS EN13941中三通低循环疲劳破坏计算方法 |
| 4.3 三通加强方法和补强理论 |
| 4.3.1 三通加强方法 |
| 4.3.2 三通补强理论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三通的有限元模拟 |
| 5.1 有限元理论和ANSYS简介 |
| 5.1.1 有限元法简介 |
| 5.1.2 ANSYS有限元软件简介 |
| 5.2 ANSYS结构静力学分析过程 |
| 5.3 三通有限元模拟过程 |
| 5.3.1 三通有限元模型假设 |
| 5.3.2 三通有限元分析中极限载荷的确定方法 |
| 5.3.3 单元类型及材料属性说明 |
| 5.3.4 施加载荷及约束条件 |
| 5.3.5 参数化技术和变量设置 |
| 5.3.6 网格独立性检验 |
| 5.3.7 建立三通有限元模型 |
| 5.4 三通载荷与应力的线性分析 |
| 5.4.1 内压载荷下三通应力的有限元模拟 |
| 5.4.2 内压与温度载荷下三通应力的有限元模拟 |
| 5.4.3 内压载荷与温度载荷分别作用下三通应力的有限元模拟 |
| 5.4.4 压力与温度载荷作用下三通的失效表现 |
| 5.4.5 三通局部加强方案考虑 |
| 5.5 三通载荷与应力的弹塑性分析 |
| 5.5.1 内压载荷下三通应力的非线性分析 |
| 5.5.2 内压与温度载荷下三通应力的非线性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 展望 |
| 附表1 管道基本数据表 |
| 附表2 压制弯头基本数据表 |
| 附表3 异径三通基本数据表 |
| 附表4 三通处最小应力近似值表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（4）供热直埋焊制三通应力的有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 城市集中供热现状 |
| 1.1.2 直埋管道的发展 |
| 1.1.3 直埋管道工程设计方法的发展 |
| 1.1.4 直埋管道焊制三通的研究与发展 |
| 1.1.5 本课题的研究意义 |
| 1.2 本课题的研究内容和方法 |
| 1.2.1 本课题的研究内容 |
| 1.2.2 本课题的研究方法 |
| 第二章 管道荷载及失效方式 |
| 2.1 管道荷载 |
| 2.1.1 力荷载 |
| 2.1.2 位移荷载 |
| 2.1.3 力-位移荷载 |
| 2.2 管道应力及失效方式 |
| 2.2.1 应力分析 |
| 2.2.2 应力分类 |
| 2.2.3 失效方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 三通的概述与工艺 |
| 3.1 三通的概述 |
| 3.1.1 三通的专业术语简介 |
| 3.1.2 管道三通与容器接管的区别 |
| 3.2 三通的加工工艺 |
| 3.2.1 压制三通加工工艺 |
| 3.2.2 焊制三通加工工艺 |
| 3.3 本章小节 |
| 第四章 相关规范对直埋焊制三通的受力分析 |
| 4.1 三通壁厚计算 |
| 4.1.1 强度理论 |
| 4.1.2 《规程》中对壁厚的计算 |
| 4.1.3 BS EN13941中对壁厚的计算 |
| 4.1.4 国内其他领域对三通壁厚的计算 |
| 4.2 三通的低疲劳循环破坏 |
| 4.2.1 《规程》中对三通的低循环疲劳破坏的规定 |
| 4.2.2 BS EN13941中对三通的低循环疲劳破坏的计算 |
| 4.3 三通的补强与加固 |
| 4.3.1 三通的分支引出 |
| 4.3.2 三通的补强理论 |
| 4.3.3 三通的加强方式 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 焊制三通的有限元模拟 |
| 5.1 有限元法及ANSYS软件简介 |
| 5.2 ANSYS有限元软件的分析过程 |
| 5.2.1 模型的前处理 |
| 5.2.2 模型的加载及求解 |
| 5.2.3 模型的后处理 |
| 5.3 理想焊制三通的有限元分析过程 |
| 5.3.1 理想焊制三通的假设 |
| 5.3.2 管道材料的属性 |
| 5.3.3 ANSYS的单元简介 |
| 5.3.4 极限载荷的确定方法 |
| 5.3.5 施加在管道上载荷的类型 |
| 5.4 焊制三通有限元模型的建立及求解 |
| 5.4.1 焊制三通在内压载荷单独作用下的应力分析 |
| 5.4.2 焊制三通在内压及温度载荷作用下的应力分析 |
| 5.4.3 焊制三通在不同载荷作用下应力的比较 |
| 5.4.4 焊制三通失效变形特征分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 本文的研究成果 |
| 6.2 后期展望 |
| 附表1 直管道基本数据表 |
| 附表2 弯头基本数据表 |
| 附表3 三通基本数据表 |
| 附表4 内压下焊制三通的环向应力值 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间学术成果 |
（5）考虑高温蠕变损伤的含体积型缺陷承压结构的塑性承载能力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 塑性极限分析方法及其相关研究 |
| 1.2.2 含缺陷结构弹塑性极限分析的研究 |
| 1.2.3 高温结构弹塑性极限分析的研究现状 |
| 1.2.4 含缺陷高温结构安全评定方法的研究 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 第2章 无缺陷圆筒结构的塑性极限承载力分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无缺陷圆筒结构的塑性极限承载力分析的基本理论 |
| 2.2.1 屈服准则 |
| 2.2.2 考虑材料应变强化效应的无缺陷内压圆筒极限荷载解析解 |
| 2.3 考虑材料应变强化效应的无缺陷内压圆筒极限荷载数值解 |
| 2.3.1 工程分析中确定极限载荷的方法 |
| 2.3.2 有限元数值分析中确定极限载荷的方法 |
| 2.3.3 考虑材料应变强化效应的无缺陷内压圆筒极限荷载数值解 |
| 2.4 计算结果与讨论 |
| 2.4.1 径比尺寸对极限载荷的影响 |
| 2.4.2 材料应变强化对极限载荷的影响 |
| 2.4.3 屈服准则对极限载荷的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 含高温蠕变损伤材料的弹塑性响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 蠕变及蠕变损伤 |
| 3.3 蠕变损伤的物理机制 |
| 3.4 基于连续损伤力学的蠕变损伤的演化规律 |
| 3.4.1 2.25Cr1Mo钢的蠕变损伤机制 |
| 3.4.2 蠕变损伤的演化规律 |
| 3.4.3 蠕变损伤总的演化规律 |
| 3.5 蠕变损伤材料的弹塑性响应 |
| 3.5.1 Ramberg-Osgood模型 |
| 3.5.2 耦合蠕变损伤的材料弹塑性本构模型 |
| 3.6 本构方程的验证 |
| 3.6.1 模型参数确定 |
| 3.6.2 本构模型的验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 含凹坑缺陷的高温服役压力容器塑性极限 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型建立与数据准备 |
| 4.2.1 几何参数 |
| 4.2.2 有限元模型 |
| 4.2.3 材料本构关系 |
| 4.2.4 有限元中确定极限载荷的方法 |
| 4.3 影响因素的简化 |
| 4.3.1 参数的归一化 |
| 4.3.2 缺陷位置的影响 |
| 4.3.3 缺陷方位的影响 |
| 4.3.4 缺陷形状的规则化 |
| 4.3.5 蠕变损伤的影响 |
| 4.4 圆筒外表面凹坑塑性变形过程与失效模式的分析和探讨 |
| 4.5 含凹坑缺陷压力容器极限载荷分析与讨论 |
| 4.5.1 参数选择方案 |
| 4.5.2 计算结果分析 |
| 4.5.3 计算结果讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 含局部减薄高温服役压力管道塑性极限 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型建立与数据准备 |
| 5.2.1 几何参数 |
| 5.2.2 有限元模型 |
| 5.2.3 材料本构关系与确定极限载荷的方法 |
| 5.3 影响因素的简化 |
| 5.3.1 参数的归一化 |
| 5.3.2 局部减薄部位的影响 |
| 5.3.3 压力管道径比的影响 |
| 5.3.4 局部减薄形状的影响 |
| 5.3.5 蠕变损伤的影响 |
| 5.4 塑性变形过程与失效模式的分析 |
| 5.4.1 单一内压载荷工况 |
| 5.4.2 单一弯矩载荷工况 |
| 5.4.3 内压与弯矩载荷组合工况 |
| 5.5 含局部减薄压力管道极限载荷分析与讨论 |
| 5.5.1 参数选择方案 |
| 5.5.2 单一内压载荷下极限载荷计算结果与讨论 |
| 5.5.3 单一弯矩载荷下极限载荷计算结果与讨论 |
| 5.5.4 内压与弯矩组合载荷下极限载荷计算结果与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 考虑蠕变损伤的含体积型缺陷高温结构的塑性极限评定方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 失效模式的判断 |
| 6.3 评定所需要的基础数据及流程 |
| 6.4 含蠕变损伤高温结构的弹塑性极限载荷数据拟合与分析 |
| 6.4.1 凹坑缺陷 |
| 6.4.2 局部减薄缺陷 |
| 6.5 考虑蠕变损伤含凹坑及减薄缺陷高温结构的安全评定方法的制定 |
| 6.5.1 缺陷控制条件的探讨 |
| 6.5.2 塑性极限控制准则 |
| 6.5.3 免于评定条件 |
| 6.5.4 本评定方法与国内外现有规程的比较 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究工作 |
| 7.2 主要研究结论 |
| 7.3 主要创新点 |
| 7.4 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及参与的科研项目 |
（6）金属塑性成形力的线性化解法研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 金属塑性成形过程解析的进展 |
| 1.3 塑性成形力解析方法 |
| 1.3.1 工程法 |
| 1.3.2 滑移线法 |
| 1.3.3 功平衡法 |
| 1.3.4 界限法 |
| 1.3.5 变分法 |
| 1.3.6 流函数法 |
| 1.3.7 屈服准则线性化解法 |
| 1.3.8 应变矢量内积法 |
| 1.4 课题研究现状及研究进展 |
| 1.4.1 轧制力 |
| 1.4.2 裂纹压合与愈合 |
| 1.4.3 拉拔力 |
| 1.4.4 圆板极限载荷与管线爆破压力 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 轧制力线性化解法研究 |
| 2.1. 维轧制力 |
| 2.1.1 二维流函数速度场 |
| 2.1.2 内部变形功率 |
| 2.1.3 摩擦功率 |
| 2.1.4 剪切功率 |
| 2.1.5 总功率泛函及其最小化 |
| 2.1.6 实验验证与分析讨论 |
| 2.2 三维轧制力 |
| 2.2.1 整体加权速度场 |
| 2.2.2 成形功率泛函 |
| 2.2.3 总能量泛函 |
| 2.2.4 实验验证与分析讨论 |
| 2.3 不对称轧制力 |
| 2.3.1 基本假定 |
| 2.3.2 力平衡微分方程 |
| 2.3.3 边界条件 |
| 2.3.4 轧制力和轧制力矩 |
| 2.3.5 实验验证与分析讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 裂纹压合与愈合综合判据研究 |
| 3.1 压合临界力学判据 |
| 3.1.1 三角形速度场 |
| 3.1.2 应力状态系数及其最小值 |
| 3.1.3 缺陷压合的临界力学条件 |
| 3.2 愈合自发过程判据 |
| 3.2.1 原子扩散判据 |
| 3.2.2 比自由能判据 |
| 3.3 裂纹局部热线温升 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 压合影响因素 |
| 3.4.2 愈合影响因素 |
| 3.5 预置裂纹轧制实验 |
| 3.5.1 试样制备 |
| 3.5.2 轧制工艺 |
| 3.5.3 金相检验 |
| 3.5.4 实验结果与分析 |
| 3.6 现场应用 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 拉拔力线性化解法研究 |
| 4.1 锥模拉拔 |
| 4.1.1 柱坐标速度场 |
| 4.1.2 变形功率与应力状态系数 |
| 4.1.3 内积采用中值定理 |
| 4.1.4 算例与比较 |
| 4.2 双抛物线模拉拔 |
| 4.2.1 模面函数与速度场 |
| 4.2.2 内部变形功率 |
| 4.2.3 断面剪切功率 |
| 4.2.4 模面接触摩擦功率 |
| 4.2.5 外加拉拔力 |
| 4.2.6 最佳模半角 |
| 4.2.7 分析与讨论 |
| 4.2.8 双抛物线模的数值模拟 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 线性化解法在圆板极限载荷上的应用 |
| 5.1 均布载荷下简支圆板 |
| 5.1.1 应变场 |
| 5.1.2 极限载荷 |
| 5.1.3 分析与讨论 |
| 5.1.4 有限元模拟 |
| 5.2 线性载荷下简支圆板 |
| 5.2.1 基本方程 |
| 5.2.2 极限载荷 |
| 5.2.3 分析与讨论 |
| 5.2.4 有限元数值验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 线性化解法在管线爆破压力上的应用 |
| 6.1 直管爆破压力 |
| 6.1.1 应力-应变关系 |
| 6.1.2 MY准则求解爆破压力 |
| 6.1.3 统一模型 |
| 6.1.4 算例与比较 |
| 6.1.5 分析与讨论 |
| 6.2 等周长屈服准则 |
| 6.2.1 屈服方程 |
| 6.2.2 屈服轨迹 |
| 6.2.3 比塑性功率 |
| 6.3 弯管爆破压力 |
| 6.3.1 应力场 |
| 6.3.2 EP准则求解爆破压力 |
| 6.3.3 爆破压力一般形式 |
| 6.3.4 验证与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究工作及成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）含缺陷自增强厚壁圆筒塑性极限载荷分析（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 塑性极限载荷与增量弹塑性有限元计算 |
| 2 含内壁椭球形凹坑自增强厚壁圆筒极限载荷的有限元分析 |
| 2.1 有限元模型 |
| 2.2 分析方法与计算过程 |
| 3 极限载荷计算结果及分析 |
| 4 结论 |
（8）含肩部穿透裂纹接管安全评定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 断裂力学理论及其发展应用 |
| 1.1.1 线弹性断裂力学理论发展及其应用 |
| 1.1.2 弹塑性断裂力学理论发展及其应用 |
| 1.1.3 断裂参量 |
| 1.2 塑性极限分析方法 |
| 1.2.1 极限分析概念 |
| 1.2.2 极限载荷的确定方法 |
| 1.2.3 极限载荷确定准则 |
| 1.3 含缺陷压力容器评定方法简介 |
| 1.4 接管研究进展 |
| 1.4.1 接管的定义 |
| 1.4.2 无缺陷接管极限载荷研究进展 |
| 1.4.3 含缺陷接管的研究进展 |
| 1.5 本课题研究内容及其意义 |
| 2 有限元模型建立及验证 |
| 2.1 ANSYS软件简介 |
| 2.2 单元选择及模型建立 |
| 2.2.1 单元选择 |
| 2.2.2 裂纹尖端模拟方法 |
| 2.3 有限元模型验证 |
| 2.3.1 应力强度因子 |
| 2.3.2 极限载荷 |
| 2.4 接管应力分析 |
| 2.4.1 有限元模型建立 |
| 2.4.2 模型验证 |
| 2.4.3 计算结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 内压下含肩部穿透裂纹接管有限元分析 |
| 3.1 裂纹应力强度因子研究 |
| 3.1.1 有限元模型建立 |
| 3.1.2 无量纲参数的选定 |
| 3.1.3 各参数对K_(IP)的影响 |
| 3.1.4 可供工程应用的K_(IP)计算方法 |
| 3.1.5 小结 |
| 3.2 接管极限载荷研究 |
| 3.2.1 有限元模型建立 |
| 3.2.2 无量纲参数的选定 |
| 3.2.3 各参数对p的影响 |
| 3.2.4 可供工程应用的p表格建立 |
| 3.2.5 小结 |
| 3.3 内压下接管安全评定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 弯矩下含肩部穿透裂纹接管有限元分析 |
| 4.1 裂纹应力强度因子研究 |
| 4.1.1 有限元模型建立 |
| 4.1.2 无量纲参数的选定 |
| 4.1.3 各参数对K_(IM)的影响 |
| 4.1.4 可供工程应用的K_(IM)计算方法 |
| 4.1.5 小结 |
| 4.2 接管极限载荷研究 |
| 4.2.1 有限元模型建立 |
| 4.2.2 无量纲参数的选定 |
| 4.2.3 各参数对m的影响 |
| 4.2.4 可供工程应用的m表格建立 |
| 4.2.5 小结 |
| 4.3 弯矩下接管安全评定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 内压和弯矩联合作用下含肩部穿透裂纹接管的安全评定 |
| 5.1 联合作用下裂纹应力强度因子研究 |
| 5.1.1 有限元模型建立 |
| 5.1.2 联合作用与单独作用的比较 |
| 5.2 弹塑性下接管极限载荷研究 |
| 5.2.1 有限元模型建立 |
| 5.2.2 联合作用与单独作用的比较 |
| 5.3 内压和弯矩联合作用下安全评定 |
| 5.3.1 评定参数的确定 |
| 5.3.2 内压和弯矩联合作用下接管安全评定 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 附录B 内压下裂纹应力强度因子K_(IP) |
| 附录C 内压下接管极限载荷p |
| 附录D 弯矩下裂纹应力强度因子K_(IM) |
| 附录E 弯矩下接管极限载荷m |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）火炮身管结构强度与损伤分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景、目的和意义 |
| 1.1.1 选题依据和背景情况 |
| 1.1.2 课题研究目的 |
| 1.1.3 理论意义和实际应用价值 |
| 1.2 国内外研究现状、发展动态 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 2 冲击载荷下速射火炮身管内膛强度分析 |
| 2.1 热结构耦合基本方程 |
| 2.1.1 热结构耦合基本方程 |
| 2.1.2 身管内壁的作用力 |
| 2.2 热结构直接耦合有限元分析 |
| 2.2.1 有限元模型 |
| 2.2.2 边界条件的确定 |
| 2.2.3 镀铬自紧身管内产生残余应力的方法 |
| 2.3 冲击载荷下非自紧速射火炮身管分析 |
| 2.3.1 连发过程中身管应力应变状态 |
| 2.3.2 不同时刻身管残余应力 |
| 2.4 冲击载荷下自紧身管残余应力变化规律分析 |
| 2.4.1 连发过程中身管温度变化 |
| 2.4.2 连发过程中的身管应力应变状态 |
| 2.4.3 不同时刻身管塑性应变和残余应力 |
| 2.5 不同自紧度对应残余应力的变化规律 |
| 2.5.1 不同自紧度身管自紧后残余应力的变化规律 |
| 2.5.2 不同自紧度50连发后残余应力的变化规律 |
| 2.5.3 不同自紧度后续10后残余应力的变化规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于流固耦合的火炮身管层间冷却分析 |
| 3.1 层间冷却身管介绍 |
| 3.2 耦合系统流动与传热的数值计算理论 |
| 3.2.1 流动与传热的基本微分控制方程 |
| 3.2.2 基本控制方程求解的数值方法 |
| 3.3 层间冷却身管有限元模型的建立 |
| 3.3.1 层间冷却身管有限元模型 |
| 3.3.2 边界条件的确定 |
| 3.3.3 层间冷却身管流固耦合分析方法 |
| 3.4 层间冷却身管温度分析 |
| 3.4.1 发射及冷却过程中身管温度 |
| 3.4.2 层间冷却身管与自然冷却身管冷却温度对比 |
| 3.5 层间冷却热应力分析 |
| 3.5.1 自然冷却身管有限元模型 |
| 3.5.2 热应力的求解方法 |
| 3.5.3 层间冷却身管热应力的变化特点 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 带球形和椭球形凹坑缺陷自紧身管极限载荷分析 |
| 4.1 塑性极限载荷的有限元方法 |
| 4.1.1 塑性极限载荷的定义 |
| 4.1.2 增量弹塑性有限元理论 |
| 4.1.3 确定极限载荷的有限元方法 |
| 4.2 含内壁凹坑自紧身管有限元分析过程 |
| 4.2.1 有限元模型的建立 |
| 4.2.2 分析方法与计算过程 |
| 4.3 含凹坑自紧身管极限载荷分析 |
| 4.3.1 自紧与不自紧时身管极限载荷 |
| 4.3.2 三种计算方法的结果比较 |
| 4.3.3 含不同尺寸凹坑缺陷身管的塑性极限载荷 |
| 4.3.4 含不同尺寸缺陷身管极限状态时应力和位移分布 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 带裂纹自紧身管应力强度因子分析 |
| 5.1 裂纹类型与应力强度因子 |
| 5.1.1 裂纹的类型 |
| 5.1.2 应力强度因子 |
| 5.2 含轴向裂纹自紧身管应力强度因子分析 |
| 5.2.1 有限元模型的建立 |
| 5.2.2 有限元分析过程 |
| 5.2.3 有限元分析结果 |
| 5.3 含径向裂纹自紧身管应力强度因子分析 |
| 5.3.1 有限元模型的建立 |
| 5.3.2 有限元分析过程 |
| 5.3.3 有限元分析结果 |
| 5.4 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）考虑塑性强化效应的三通管承载能力有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外三通极限强度研究进展 |
| 1.3 本文研究的内容 |
| 2 考虑塑性强化效应的三通塑性极限载荷的有限元计算方法 |
| 2.1 有限元方法及有限元分析软件介绍 |
| 2.1.1 有限元方法简介 |
| 2.1.2 有限元软件简介 |
| 2.2 ASME 压力容器规范介绍 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 ASME 分析设计规则——应力分类路线 |
| 2.2.3 ASME 分析设计方法和有限元的应用 |
| 2.2.4 ASME 线弹性应力分析路线问题 |
| 2.2.5 ASME 非弹性分析 |
| 2.2.6 ASME 压力容器规范发展现状对本文的启示 |
| 2.3 塑性极限分析基本理论及求解方法 |
| 2.3.1 塑性极限分析基本理论 |
| 2.3.2 有限元分析中确定极限载荷和塑性载荷的方法 |
| 2.3.3 增量理论弹塑性有限元 |
| 2.3.4 收敛准则 |
| 2.4 小结 |
| 3 考虑塑性强化效应的完好三通管极限强度分析 |
| 3.1 有限元分析的模型、内容和方法 |
| 3.2 考虑塑性强化效应的正交等径三通管极限分析 |
| 3.2.1 模型及计算结果 |
| 3.2.2 有限元数值解与试验解对比分析 |
| 3.3 考虑塑性强化效应的不同管径比的正交三通极限强度分析 |
| 3.4 考虑塑性强化效应的等径斜交三通极限强度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑塑性强化效应的局部减薄三通管极限强度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含局部减薄三通力学计算模型 |
| 4.3 单元选取与网格划分 |
| 4.4 有限元分析中确定极限载荷的方法 |
| 4.5 正交等径局部减薄三通 |
| 4.6 斜交局部减薄三通 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文的主要工作 |
| 5.2 本文主要的研究成果 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷（论文参考文献）
- [1]大口径直埋供热管道压制三通披肩加强的有限元分析[D]. 郭宏. 太原理工大学, 2016(06)
- [2]大管径供热直埋管道加强焊制三通的有限元分析[D]. 陈曦. 太原理工大学, 2016(06)
- [3]供热直埋管道压制三通应力的有限元分析[D]. 余国强. 太原理工大学, 2014(04)
- [4]供热直埋焊制三通应力的有限元分析[D]. 贾泽. 太原理工大学, 2014(05)
- [5]考虑高温蠕变损伤的含体积型缺陷承压结构的塑性承载能力分析[D]. 王宁. 华东理工大学, 2013(06)
- [6]金属塑性成形力的线性化解法研究及应用[D]. 章顺虎. 东北大学, 2013(03)
- [7]含缺陷自增强厚壁圆筒塑性极限载荷分析[J]. 李强,李鹏辉,茹占勇,赵君官. 机械强度, 2012(03)
- [8]含肩部穿透裂纹接管安全评定[D]. 董硕. 大连理工大学, 2010(09)
- [9]火炮身管结构强度与损伤分析[D]. 李鹏辉. 中北大学, 2010(05)
- [10]考虑塑性强化效应的三通管承载能力有限元分析[D]. 朱培呈. 宁波大学, 2010(06)